JP5753754B2 - 精密鋳造用鋳型 - Google Patents
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Description
(2) 前記耐火性多孔質球状粒子に対し、更に、その他のアルミナ/シリカ系粒子の少なくとも1種類を、30重量%以下の含有量となる割合において混合せしめてなることを特徴とする前記態様(1)に記載の精密鋳造用鋳型製造用スタッコ材。
(3) 前記態様(1)又は前記態様(2)に記載の耐火性多孔質球状粒子からなるスタッコ材を用いて得られた精密鋳造用鋳型。
(4) 鋳型壁が複数のセラミックシェル層にて積層、構成されていると共に、それらセラミックシェル層のうち、金属溶湯に接する最内層が、前記態様(1)又は前記態様(2)に記載のスタッコ材を用いて形成されている一方、該最内層よりも外側の少なくとも一つのセラミックシェル層が、前記耐火性多孔質球状粒子及び/又はその他のアルミナ/シリカ系粒子をスタッコ材として用いて形成されていることを特徴とする前記態様(3)に記載の精密鋳造用鋳型。
(5) 鋳型壁を構成するセラミックシェル層を形成するために用いられるスラリーに、バインダとして、コロイダルシリカ又はエチルシリケートからなる無機バインダが配合されていることを特徴とする前記態様(3)又は前記態様(4)に記載の精密鋳造用鋳型。
(6) 前記スラリーに、骨材として、アルミナ/シリカ系粒子の少なくとも1種類が懸濁せしめられていることを特徴とする前記態様(5)に記載の精密鋳造用鋳型。
(7) 前記態様(3)乃至前記態様(6)の何れか1つに記載の精密鋳造用鋳型を解砕し、篩い分けして得られる回収粒が、前記アルミナ/シリカ系粒子に代えて、或いはそれと共に、用いられていることを特徴とする前記態様(4)又は前記態様(6)に記載の精密鋳造用鋳型。
Al2 O3 源原料及びSiO2 源原料として、それぞれ、水酸化アルミニウム及び粘土鉱物を用い、それらを粉砕して、常法に従って泥漿を調製した後、その得られた泥漿をスプレードライヤー法にて造粒することにより、球状の造粒物を得た。次いで、かかる得られた造粒物を、種々の焼成温度及び焼成時間にて焼成することによって、各種の見掛気孔率を有する耐火性粒子を作製し、そして、それを篩い分けすることによって、粒子径が0.1〜0.2mmのものを取り出し、下記表1に示される如き見掛気孔率を有する各種の耐火性粒子A〜Hを得た。また、そのような耐火性粒子について、化学分析及びX線回折測定による結晶相の同定を行なったところ、Al2 O3 :60.2重量%、SiO2 :34.3重量%及びその他の酸化物:5.5重量%からなり、且つ実質的にムライト結晶からなるものであることが確認された。そして、かかる作製された耐火性粒子A〜Hについて、それぞれ、以下の試験を行なった。
バインダとして、コロイダルシリカの30重量%と、骨材として、ムライト粒(Al2 O3 :71.0重量%、SiO2 :26.5重量%、最大粒径:45μm)の70重量%とを混合、懸濁せしめることにより、スラリーを作製した後、かかるスラリー中に、略矩形状の蝋型(横35mm×縦150mm×高さ10mm)をディッピングした。そして、上記で作製された耐火性粒子を、かかるスラリーで被覆された蝋型に対して、スタッコイングした。次いで、かかるスタッコイングされた蝋型を乾燥した後、蝋型の角部における耐火性粒子の付着漏れの有無を、目視にて観察し、付着漏れがひどい場合を×、付着漏れが僅かにある場合を△、付着漏れがない場合を○として、付着性の評価を行なった。その結果を、下記表1に併せて示す。
容量3Lの磁器製ミル中に、10mmφの磁器製ボールの500gを投入し、そこに、上記で作製された耐火性粒子の1kgを加えて、回転数:20rpmにて、30分間のミルの回転を行なった。その後、ミル内の耐火性粒子を取り出して、篩い分けを行なうことにより、0.1mmよりも小さな粒径に粉砕された粒子の重量を求め、その重量比(0.1mm未満の粒径に粉砕された粒子の重量(kg)/1kg×100)から、摩耗率(%)を求めた。その結果を、下記表1に併せて示す。
先ず、Al2 O3 源原料及びSiO2 源原料からなる、ムライト結晶を形成し得る耐火物原料を粉砕、混合して泥漿を調製し、スプレードライヤー法にて球状の造粒物を造粒した後、得られた造粒物をロータリーキルン内で焼成せしめ、更にその焼成物をジョークラッシャー及びロールブレーカーを用いて解砕し、篩い分けすることによって、下記表2に示される如き化学組成、見掛気孔率、嵩比重、粒子形状を有する耐火性の球状粒子(耐火性多孔質球状粒子)No.1を、精密鋳造用鋳型製造用スタッコ材として準備した。また、耐火物原料及びその配合割合並びに焼成条件等を変化させることによって、下記表2に示される如き種々の化学組成及び見掛気孔率、嵩比重を有する耐火性の球状粒子(耐火性多孔質球状粒子)No.2〜4及びNo.11〜13を、それぞれ準備した。
略矩形状の蝋型(横35mm×縦150mm×高さ10mm)を用意し、それを、下記表3に示される組成のスラリー中にディッピングした。次いで、蝋型を被覆するスラリーが乾かないうちに、上記で準備された粒度が0.1〜0.2mmの球状粒子No.1をスタッコイングし、その後、40℃で120分間の乾燥を行なうことにより、第1層(最内層)のセラミックコーティング層を形成した。
第1層〜第8層のセラミックコーティング層を形成するために、各種のスラリー及び各種のスタッコ材を、下記表3に示される組み合わせにおいて用いて、上記鋳型1の場合と同様にして、鋳型2〜5を、それぞれ作製した。次いで、それら鋳型2〜5を用いて、それぞれ、炭素鋼(金属溶湯)の鋳造を、鋳込み温度:1630℃にて行なうことにより、鋳物2〜5を得た。
第1層〜第8層のセラミックコーティング層の形成のために、下記表4に示される如きスラリーとスタッコ材との組み合わせにて、上記鋳型1の場合と同様にして、目的とする各種の鋳型6〜10を作製した。次いで、それら得られた鋳型6〜10を用いて、それぞれ、金属溶湯:Cr−Mo鋼又は低合金鋼の鋳造を、鋳込み温度:1630℃又は1650℃において実施し、それぞれ、目的とする鋳物6〜10を得た。
第1層〜第8層のセラミックコーティング層を形成するために、下記表5に示される如き各種のスラリー及び各種のスタッコ材を組み合わせて用い、先の鋳型1の場合と同様にして、それぞれ、目的とする鋳型11〜16を作製した。次いで、それら得られた鋳型11〜16を用いて、金属溶湯(炭素鋼又はCr−Mo鋼)の鋳造を、鋳込み温度:1630℃において実施することにより、それぞれ、鋳物11〜16を得た。
Claims (6)
- 鋳型壁が複数のセラミックシェル層にて積層、構成されていると共に、それらセラミックシェル層のうち、金属溶湯に接する最内層が、Al 2 O 3 :40重量%超、70重量%未満、SiO 2 :30重量%超、60重量%未満、及びその他の酸化物:7重量%未満からなり、且つ粒子径が0.05〜0.4mmであって、見掛気孔率が5〜14%である、ムライト結晶から構成される耐火性の多孔質球状粒子からなるスタッコ材を用いて形成されている一方、該最内層よりも外側の少なくとも一つのセラミックシェル層が、かかる最内層を与えるスタッコ材と同化学組成及び同見掛気孔率の耐火性多孔質球状粒子、又はそれに、25重量%以下の割合で、その他のアルミナ/シリカ系粒子を配合せしめてなるものを、スタッコ材として用いて形成されていることを特徴とする精密鋳造用鋳型。
- 前記耐火性多孔質球状粒子に対し、更に、その他のアルミナ/シリカ系粒子の少なくとも1種類を、30重量%以下の含有量となる割合において混合せしめてなることを特徴とする請求項1に記載の精密鋳造用鋳型。
- 前記耐火性多孔質球状粒子の見掛気孔率が、6.7%以上である請求項1又は請求項2に記載の精密鋳造用鋳型。
- 鋳型壁を構成するセラミックシェル層を形成するために用いられるスラリーに、バインダとして、コロイダルシリカ又はエチルシリケートからなる無機バインダが配合されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の精密鋳造用鋳型。
- 前記スラリーに、骨材として、アルミナ/シリカ系粒子の少なくとも1種類が懸濁せしめられていることを特徴とする請求項4に記載の精密鋳造用鋳型。
- 請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の精密鋳造用鋳型を解砕し、篩い分けして得られる回収粒が、前記アルミナ/シリカ系粒子に代えて、或いはそれと共に、用いられていることを特徴とする請求項1、請求項2又は請求項5に記載の精密鋳造用鋳型。
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